Nature | 上海交大陈睿山教授发文:中国的“绿色长城”能否引领全球遏制沙漠蔓延的努力?

问AI · 中国绿色长城如何从植树数量转向生态效益评估?


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原文信息

在全球气候变化与土地退化持续加剧的背景下,荒漠化正以前所未有的速度威胁着生态安全与人类福祉。如何在不同自然与社会条件下探索可复制、可推广的防治路径,成为国际社会关注的核心议题。

近日,上海交通大学陈睿山教授作为通讯作者,携团队在《Nature》发表题为《Can China’s Great Green Wall shape efforts to keep the world’s deserts at bay?》的评论文章,聚焦中国“绿色长城”这一全球规模最大的生态修复工程之一,系统审视其治理成效、经验模式及现实挑战。文章不仅回应了中国在防沙治沙领域的长期实践,也进一步探讨了其在全球荒漠化治理中的借鉴价值与引领潜力

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当前环境背景

全球约40%的陆地表面被归类为干旱区——即沙漠,以及缺水的草原、灌丛地和稀树草原。对于居住在那里的二十多亿人口而言,生活往往充满艰辛。在毛里塔尼亚的欣盖提(Chinguetti),撒哈拉沙漠的沙丘不断向街道和庭院侵蚀,吞没房屋,迫使居民迁往其他城镇。在蒙古,降雨稀缺给牧民和生态系统带来了巨大压力,并引发沙尘暴,越境波及中国和韩国。

受全球变暖的影响,干旱区域正呈蔓延之势。预计到2100年,地球陆地面积的一半将沦为干旱区,届时其承载的人口将达到50亿。此外,农业等人类活动正通过破坏植被保护层、导致土壤板结与退化,以及削弱土地的蓄水能力,从而进一步加剧这些问题。

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为了应对这一挑战,许多国家启动了大规模的防治荒漠化项目。其中规模最为宏大的项目之一,便是中国的“三北”防护林体系工程,亦被称为“中国绿色长城”。该项目始于1978年,计划持续至2050年,旨在在中国北方地区构建一片由森林和人工植被组成的巨大网络——其覆盖范围横跨全国40%的国土——以有效遏制风沙的移动。该项目的初衷在于为农田、村庄、公路及铁路构筑一道屏障,使其免受戈壁沙漠与塔克拉玛干沙漠不断逼近的侵袭。

该地区的森林覆盖率已增长近两倍,从1978年的约5%提升至2023年的近14%。受土壤侵蚀影响的区域面积已减少了三分之二。此外,沙尘暴的强度与发生频率均有所降低,从而改善了北京等下风向城市的空气质量。

然而,这并非总是易事。在最为干旱的地区,树木不断枯死,该区域不得不反复进行补植。在某些地方,由于仅种植单一树种,森林变得极易遭受病害侵袭。截至2024年,中国约有27%的国土仍被归类为沙漠——自2014年以来,这一比例仅下降了1.5%

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除中国以外,非洲、印度及海湾国家实施的“绿色长城”项目在成效显现方面普遍面临困境。以非洲的“绿色长城”项目为例——这项由非洲联盟主导、横跨整个大陆的植树造林计划——在2007年至2020年间仅成功恢复了400万公顷的退化土地,这与其设定的到2030年恢复1亿公顷土地的目标相去甚远。

在过去几十年里,我们持续追踪了中国、非洲及其他地区的荒漠化动态,以及各地为遏制荒漠化所付出的努力。在我们看来,世界各国若能借鉴并采纳中国在防沙治沙策略中的某些成功经验,将有助于更有效地抵御荒漠化的侵袭。


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已建设的绿墙为何失败

大多数“绿色长城”项目都始于一个简单的愿景:通过植树造林来遏制流沙蔓延。然而,早期的绿化工作往往难以维系,因为幼树极易因干旱、牲畜啃食以及疏于照管而枯死。

萨赫勒地区为例,据报告,当地树木种植两年后的存活率在60%至10%—40%之间波动。在塞内加尔,数十个植树造林点中,仅有一两个点的木本植物密度高于自然状态下的预期水平。而在中国,相关报告显示,过去四十年来所植树木中,约有67%的区域至今仍保持着绿色植被覆盖。

植树造林之所以失败,原因主要有几个方面。树木的生长既需要水分,也离不开长达数年的后期管护;然而,由于项目资金周期的限制,往往无法提供这种所需的长期资金支持。此外,项目规划往往鲜少顾及以下关键因素:哪些树种适合在特定地点繁茂生长、水资源短缺会对树木生长产生何种制约,以及项目实施会对当地居民的生计造成何种影响。对于当地的农民和牧民而言,由于他们往往认为树木会与自家的牲畜争夺本就稀缺的资源,因此通常缺乏足够的动力去精心呵护这些树木。

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可靠的资金来源实属罕见。例如,非洲的“绿色长城”项目就严重依赖国际捐助者的资金,而其中很大一部分资金往往未能真正落实到项目所在的基层层面。

此外,缺乏协调也会阻碍长期战略的实施。以印度为例,沙漠修复工作的职责分散在林业、灌溉、农业、乡村发展及能源等多个政府部门之间。这种职责分散的局面不仅模糊了修复成效的问责机制,还导致难以确保植树造林方案能与水资源预算、放牧管控及后续长期管护工作相协调。

中国在这一领域积累的四条经验教训,或能帮助其他国家克服上述难题。


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改变衡量的标准

改变衡量成功的标准对于许多“绿色长城”项目而言,其目标是将尽可能多的土地恢复至预期的生态基准水平。通常,捐助方会要求提供关于易于量化的活动报告,例如已建立的苗圃数量或已举办的培训班次数等。然而,更为重要的是,荒漠生态恢复究竟给人类和环境带来了哪些实际的益处。

起初,中国的目标是迅速实现干旱景观的绿化,主要手段是种植生长迅速的单一树种。但随着项目的演进(参见《中国绿化策略的转变》一文),其重心在2021年正式发生了转移:转而聚焦于如何利用绿化手段,助力国家实现其在发展与民生方面的既定目标。

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如今,中国的“绿色长城”规划者们不再仅仅追问“种植了多少棵树”,而是转而探究以下问题:侵袭城市的沙尘暴强度是否有所减弱?沙丘是否仍在向道路和管线逼近?目标区域内居民的家庭收入来源是否已实现多元化并趋于稳定?

如今的植树造林工作更具选择性与针对性,旨在为现有的及新建的基础设施、能源系统以及民生发展提供支撑。项目不再奉行“一刀切”的普适性策略,而是致力于根据当地的具体情况及生态环境需求,量身定制相应的干预措施。

在新疆地区,塔克拉玛干沙漠公路(塔漠公路)的案例充分展示了精准绿化策略所蕴含的巨大潜力。作为一条至关重要的交通与油田运输走廊,该公路受到了一道长约440公里的耐旱灌木带——即防护林带——的严密守护;这道防护林带不仅能有效减缓风速,还能抵御流沙与尘暴的侵袭,防止公路及周边区域被沙尘掩埋。起初,这片灌木防护林采用柴油驱动的滴灌系统进行养护,灌溉水源并非稀缺的淡水资源,而是取自当地储量充沛的咸水地下水。这条防护林带始建于2000年,它的建成也清晰地揭示了在极度干旱地区实施绿化所必须付出的代价:高昂的养护成本、柴油燃烧所产生的废气排放,以及部分路段因沙丘持续移动而遭受的损毁。正是基于这些经验教训,相关部门着手推动了技术升级与改造,例如引入了太阳能驱动的灌溉系统。截至2022年,所有柴油动力水井均已完成改造,随后的相关报告更是将这条公路誉为中国首条“零碳沙漠公路”。

自2010年代末期以来,中国还在沙漠边缘地带大规模兴建了光伏电站与风力发电场,充分利用当地充沛的日照资源与强劲的风力资源来生产清洁能源。太阳能电池板和风力涡轮机不仅为植被提供了附着点,保护了农田,还成为了乡村产业的枢纽——这些产业既包括可再生能源生产,也涵盖了电池板下方土地上的农业种植。这种模式通过为当地居民提供就业机会、土地租赁收益以及牲畜放牧场所,激励他们去保护并照料这些新建的基础设施和植被。然而,在此过程中必须审慎行事在中国的部分地区,生态修复工作曾过度依赖自上而下的放牧禁令来保护植被,导致部分居民因此丧失了生计。这种做法对牧民的迁徙活动和收入水平造成了不均衡的影响,其所产生的社会成本甚至超过了其带来的生态效益。

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中国的这一针对性策略具有推广价值,但其具体的实施模式却无法被照搬不误。每个地区都必须结合当地的具体环境条件,制定符合自身实际的发展目标。以萨赫勒地区为例,由于当地树木的存活率较低,其“绿化”项目或许应优先致力于恢复以灌木和草本植物为主导的植被群落,而非一味追求构建连绵不断的林带,以此确保当地牲畜仍有放牧之地。而在海湾国家,尽管其生态修复雄心勃勃,但由于气候极度干旱且水资源成本高昂,相关项目在规划时必须将“单位除尘量”或“单位降温效果”所对应的水资源消耗成本纳入考量,唯有如此,方能确保项目的长期可持续性。


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发挥中国的优势

中国长期以来一直通过严谨的实验,设计出行之有效的干预措施。其他地区可以借鉴这数十年的研究成果,从而迅速取得成效。

五十多年来,中国一直采用低成本的“草方格”技术,在数千公顷的土地上进行治沙。这种草方格是将秸秆部分埋入沙中,以增加沙地表面的粗糙度。此举能减缓近地面的风速,并固定流动的沙粒,从而为灌木和草本植物的自然恢复赢得宝贵时间。在预算紧张的地区,可以利用当地的秸秆,在村庄、道路、灌渠和田地边缘附近部署这种草方格。

中国正将可再生能源基础设施与生态修复工作直接相结合,通过建设大片的光伏阵列(即相互连接的太阳能电池板组)来实现这一目标。例如,位于内蒙古库布其沙漠的一个此类基地,年发电量高达41亿千瓦时——足以满足一个中等规模欧洲城市的用电需求。预计该项目将修复约6700公顷的沙漠,并使流入附近黄河的年泥沙量减少约200万吨(详见 go.nature.com/4sokuez)。

在资源相对匮乏的国家,可以在村庄、道路和抽水站等高价值资产附近,部署规模较小的光伏带。此类项目虽然需要投入大量的初期资金,但一旦投入运营,通过售电获得的收益将为围栏架设、清洁维护等后续工作提供可预期的资金保障。在撒哈拉以南非洲地区,由于电网基础设施薄弱限制了光伏项目的推广,因此应将光伏阵列选址在靠近用电需求端的地方;同时,可以聘请当地的合作社来负责管理光伏板下方的农作物或饲草种植工作。

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数字化激励机制不仅能激发公众的参与热情,还能为生态项目筹集资金。在移动支付应用“支付宝”上推出的一项名为“蚂蚁森林”的“游戏化”公益活动,已成为中国规模最大的由私营部门主导的植树造林项目。该游戏拥有超过5亿用户,用户通过步行、乘坐公共交通或使用共享单车等低碳生活方式,可以积攒“绿色能量”积分。当用户积攒的积分达到一定额度后,支付宝就会代其种下一棵真实的树木,或协助保护一片生态保护区。自2016年上线以来,“蚂蚁森林”已资助种植了超过6.19亿棵耐旱树木和灌木,并为生物多样性廊道及各类生态保护区提供了支持。菲律宾移动支付应用 GCash 推出的类似项目 GForest——尽管其植树环境并非旱地——表明“蚂蚁森林”的运作逻辑完全可以移植到资金受限的环境中。


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需要制定长期财务规划

大多数“绿色长城”项目之所以失败,往往是因为缺乏持续的资金投入和维护管理。随着时间的推移,用于固土的草方格会腐烂;为幼苗供水的滴灌管道会堵塞;而负责将水输送至灌溉网络的泵机也会发生故障。因此,长期的支持与投入至关重要。

自1978年以来,中国政府已多次重申并落实对各项“绿色长城”持续性项目的资金投入。此外,依据《中华人民共和国防沙治沙法》的规定,国务院以及沙化土地所在地区县级以上的地方各级人民政府,均有义务将防沙治沙工作纳入其国民经济和社会发展规划之中。

通过设立激励机制,鼓励当地民众及企业参与生态修复投资,从而确保了资金来源的持续性。以库布其沙漠为例,当地企业和牧民可申请附带税收减免优惠的低息贷款,将资金投入到防沙治沙工作中,以此保障自身的生计。自2010年以来,此类贷款已为该地区吸引了逾30亿元人民币(约合4.3亿美元)的投资。此外,中国还积极推行“以工代赈”模式——即通过为弱势社区提供短期收入来源——来吸纳当地劳动力参与相关工程建设。

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中国的资金筹措策略虽提供了宝贵的经验借鉴,但鉴于各国在法律体系、财政能力以及政府与社区关系等方面存在差异,这些策略并不能被其他国家简单照搬。对于任何国家而言,切实可行的第一步,应当是将防沙治沙工作从单纯的短期林业项目,提升为一项由政府主导并长期履行的义务。此外,来自其他国家的外部援助,应当被视为撬动国内配套资金的杠杆,而非仅仅作为一次性注入的现金流。


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利用监测机制实现改进

中国通过监测、评估和问责机制,定期对自身的理念、制度和技术是否行之有效进行考量。自1994年以来,中国已开展了六次全国性的荒漠化普查。最近的一次普查综合运用了高分辨率卫星遥感、无人机勘测以及实地核查等手段,其成果均已归档、绘图并公开发布。因此,对于“情况是否有所改善?”这一问题,如今已能给出量化的答案;而通过对不同地区的数据进行横向对比,也有助于落实对地方政府的问责。

得益于“绿色长城大数据服务平台”(Great Green Wall Big Data Facilitator)这一数字化平台,中国所采用的监测技术与开放数据工具现已向其他国家开放。然而,许多国家尚未能充分利用这些监测成果,将其转化为推动政策调整和资金流向重塑的实际动力。

若要实现这一转变,各国政府首先应确立一套对其自身具有重要意义且可量化的进度指标——例如荒漠边界的变动、土地生产力的变化,或是树木的成活率等。资金的发放应采取分阶段拨付的模式:唯有那些已达到预设考核标准的地区,方可获批领取下一批次的资金。对于那些长期表现乏力的项目,应自动触发技术审查、方案重新设计以及资金重新配置的机制,从而使“纠偏改错”成为一种常态化的工作流程,而非仅在特殊情况下才采取的例外措施。

监测工作至关重要。正如“绿色长城”项目的一些批评者所指出的那样,植被绿化工程所产生的社会生态影响往往具有不可预测性。除了引发人们对中国境内牧民及农民生计成本的担忧之外,一项水文研究也提示我们:大规模的土地覆被变化可能会以一种不均衡的方式,改变区域内的蒸发与蒸腾作用、水分循环过程以及水资源的可用性。在我们看来,上述研究成果充分表明:对生态修复项目必须实施足够严密的监测,以便在早期阶段即能察觉潜在的生态权衡取舍(trade-offs)及社会负面影响。唯有如此,方能在损害尚未固化、变得难以挽回之前,及时对项目方案进行重新设计、缩减规模或调整方向。

中国的“绿色长城”工程有力地证明了:实现大规模、快速的植被绿化是完全可行的。各国应从中汲取其成功的经验与启示,规避其曾犯下的错误;同时也必须清醒地认识到:若缺乏政府坚定的政治承诺,且无法确保生态与社会层面的持续性与稳定性,那么即便已取得的成效,也终将面临瓦解与流失的风险。